Инфракрасное отопление частного дома

Использование инфракрасного излучения в качестве источника тепла – современное решение обустройства обогрева жилища. В зарубежных странах способ получил широкое распространение уже давно, а теперь и в нашей стране набирает все большую популярность. Для того, чтобы грамотно оценить возможность реализации проекта инфракрасного отопления, необходимо разобраться в том, что оно из себя представляет, его виды, достоинства и недостатки.

Что это такое?

В природе волновой инфракрасный спектр излучает солнце. Благодаря теплу излучения существует все живое на планете. В бытовой системе отопления роль солнца выполняют инфракрасные установки.

Принцип действия искусственного нагревания не отличается от естественного. Подобно солнечным лучам, обогревающим земную поверхность, ИК-оборудование передает тепло предметам в помещении. Схема функционирования существенно отличается от других типов отопления. В таком цикле не нагретый воздух отдает часть температуры окружающим элементам, а, наоборот, нагретые тепловым излучением объекты передают тепло воздуху. В качестве обогревателей могут использоваться ИК-пленка для пола и потолка, нагревательные приборы и панели. Варианты систем и их особенности представлены ниже.

Виды ИК-обогрева

Потолочный вариант

На потолке жилого дома можно монтировать как инфракрасную пленку, так и панели в качестве элемента отопления. Во втором случае установка рекомендуется при высоте потолка не менее 3,5 м: излучаемое ими тепло может вызывать дискомфорт (например, при попадании на голову) и забирает площадь пространства. С другой стороны, панели легко можно демонтировать и переустановить в другой комнате или забрать с собой при переезде.

Для типового жилища, где высота потолка находится в диапазоне от 2,7 до 3,2 м, эргономичным решением является низкотемпературная инфракрасная пленка, поток лучей которой безопасен для жильцов. Нагревательным элементом в таком оборудовании выступает фольга из алюминия, обладающая свойствами резистивного экрана.

Встроенные термодатчики в потолочной системе позволят экономно расходовать электроэнергию и поддерживать комфортные тепловые условия. Принцип их работы незатейлив: при достижении необходимой температуры они подадут сигнал системе об отключении. Запуск отопления произойдет, когда датчик сигнализирует о снижении тепла ниже заданного уровня.

Газовый инфракрасный обогрев

Представляет собой интеграцию газового оборудования и тепловой энергии инфракрасного излучения. Система отопления состоит из смесительной камеры и керамической пластины. Газ и воздух смешиваются в камере, а затем нагреваются в пластине, являющейся излучателем ИК потока тепла.

Газовый ИК обогрев способствует быстрому увеличению температуры в помещении, что дает существенное превосходство в сильные морозы.

Отопление ИК-обогревателями

В основе инфракрасного обогревателя задействован трубчатый или спиральный нагревательный элемент. Типовая модель представляет собой прямоугольный прибор с металлическим корпусом, покрытый термоустойчивой эмалью. Помимо нагревательного элемента в обогревателе имеются термоизолятор, защитный экран, крепеж, индикаторы включения.

Российский рынок инфракрасных отопительных приборов обладает широким ассортиментом. Сегодня существуют различные варианты цветового исполнения, можно выбрать модель, подходящую по размерам, форме, весу и, конечно же, цене.

ИК-приборы применяются для полномасштабного и локального (точечного) отопления помещения. Это очень удобно, когда создать комфорт и тепло нужно на открытых пространствах дома: на террасе, в мастерской или кладовой.

Инфракрасный обогрев, как основной. Стоит ли?

ИК-отопление прекрасно интегрируется с традиционными системами отопления. Благодаря взаимодействию можно в любом помещение создать уютный уголок повышенной комфортности.

В быту ИК-обогрев очень удобен как резервный (вспомогательный или аварийный). Потери тепла при его эксплуатации минимальны и не превышают и 10%.

Инфракрасные нагревательные приборы отличаются от традиционных сородичей большей управляемостью. Это связано с отсутствием инертности, характерной для радиаторов, которым нужно время для нагревания и остывания. ИК-оборудование запускается мгновенно после подключения к электропитанию, также быстро тепловой поток утихает после отключения от электросети.

Использование системы в качестве основной со встроенными регуляторами тепла (термодатчиками) может существенно снизить потребление электроэнергии. Но здесь очень важно осуществить грамотный расчет оборудования и правильно произвести его монтаж. Большое значение имеют общие характеристики здания, уровня его утепленности в совокупности с технологическими свойствами устанавливаемых ИК-приборов.

Если здание достаточно большое, с высокими потолками, с участками значительных потерь тепла (продуваемыми зонами) инфракрасное отопление частного дома станет единственным подходящим вариантом. Но подобные характеристики больше присущи сооружениям не жилого, а производственного значения. Если локальный обогрев на отдельных участках владения обойдется недорого, то использование ИК-отопления в качестве единственного источника тепла может запросто разорить хозяев в процессе эксплуатации.

С точки зрения рациональности, разумнее комплексный подход к обогреву жилища: основное отопление традиционным способом и в дополнение осуществление ИК-обогрева локально.

Расчет проекта ИК-отопления

Точный и качественный расчет при проектировке системы отопления способен произвести только специалист. Но приблизительные цифры для инфракрасного отопления можно получить и самостоятельно. Значение в этом деле имеют следующие показатели величин:

• совокупная мощность для отопления помещения в целом;
• плотность мощности (ее необходимое количество на один квадратный метр)
• градус комфортности (приемлемый для жильцов температурный режим).

В расчете обязательно принимают участие показатели теплоизоляции. Для непрофессиональных вычислений можно ориентироваться по собственным ощущениям.

Возьмем небольшой коттедж площадью 200м2, хозяева которого чувствуют себя комфортно при 19 0 С. Дом построен из силикатного кирпича, установлены стеклопакеты. Потеря тепла в жилище средняя, ему достаточно плотности мощности 100 Вт/м2. Суммарная мощность для его обогрева составит 2000Вт. Следует иметь в виду, что при среднем значении теплопотери эту величину необходимо умножить на понижающий коэффициент 0,85: при инфракрасном отоплении температура ощущается выше на 3-4 градуса.

Важное значение имеет высота и место установки нагревательного прибора. Если владельцы приняли решение об их расположении на стене на высоте 2,5м от пола, то он сможет обогреть 8 квадратных метров площади. В потолочном варианте монтажа на трехметровой высоте объем отапливаемых метров увеличился бы до 24, что существенно снижает количество приборов отопления в проекте.

От высокоточных расчетов зависит уровень тепла и затрат на электричество, и лучше всего доверить эту работу специалистам.

Преимущества и недостатки ИК-обогрева

Обогрев дома с помощью инфракрасного отопления обладает превосходными потребительскими свойствами:

• прямой нагрев и его высокая скорость. Передает напрямую скорость окружающим предметам сразу после подключения к сети;
• относительная экономичность. Работает от розетки 220V, оснащается термодатчиком, передающем сигнал включения при остывании температуры и отключения после установления комфортного режима;
• возможность обогрева отдельных локальных зон и открытых участков. Незаменимое свойство при обеспечении теплом веранд и террас открытого типа. Позволяет создавать теплые участки в отдельных помещениях (в спальне, в детской);
• продолжительность срока службы. Простота конструкции и принципа функционирования длительное время сохраняют жизненный функционал приборов. Кроме того, ИК-обогреватели с легкостью поддаются ремонту;
• экологичность и безопасность. В работе ИК-оборудования отсутствуют шумы, вибрации, выделение продуктов горения, масляных паров и других побочных явлений, присущих традиционным радиаторам. Не сжигает кислород и не сушит воздух;
• простота и вариантность монтажа. Не требует высокой квалификации рабочих рук и больших усилий;
• возможность удаленного управления посредством смартфона, ПК, дистанционного пульта;

Негатив в отношении инфракрасного отопления дома в большинстве случаев надуман. Среди недостатков очевидны:

• высокая стоимость оборудования (относительно приборов другого типа);
• быстрое остывание нагревательного оборудования. Масляный радиатор продолжит отдавать тепло некоторое время после отключения, ИК-оборудование охладится моментально.
• Прямая зависимость от электричества

Ряд отрицательных качеств связан с ошибочными расчетами мощности в процессе проектирования, неправильным размещением приборов. Негатив в отношении ИК-оборудования в большинстве случаев надуман и является не более, чем мифом.

Теплый пол с инфракрасным обогревом — в чем принцип, как делается

С наименьшими усилиями и максимально быстро можно сделать теплый пол с электрическим инфракрасным подогревом. Достаточно под напольное покрытие уложить тонкую нагревательную пленку, которая излучает тепловую энергию в инфракрасном диапазоне с длиной волны 6 — 20 мкм.

Такое излучение будет нагревать все плотные предметы (чем плотнее, тем больше поглощение), прежде всего напольное покрытие, а от них — воздух в помещении.

Уложить пленочный инфракрасный излучатель не составит большого труда и своими руками, так как какие-либо сложные и мокрые процессы монтажа отсутствуют.

Но важно правильно определиться с нужным количеством пленки, площадью и конфигурацией ее укладки, с потребляемой мощностью и правильным электрическим подключением.
О создании пленочного теплого пола и пойдет речь далее.

Конструкция нагревательной пленки

В пластик закатываются медные проводники, которые соединены множеством нагревательных пластин особого состава, чаще их называют «угольные».

При прохождении по ним электрического тока происходит нагрев, но не более чем на 50 град. С и излучение тепловой энергии в инфракрасном диапазоне.

Такая пленка поставляется в рулонах длиной до 10 метров.

Рулон состоит из однотипных нагревательных элементов с одинаковой мощностью. От цельного куска для укладки можно отделить любое количество элементов, так как все они подключаются параллельно.

Характеристики

Ширина пленки обычно составляет 0,5, 0,8 или 1,0 метра.

Мощность нагревательного элемента может быть различной, необходимо изучать тех. характеристики конкретной модели, но обычно не более 0,2 кВт с 1 кв. метра.

Толщина пленки не превышает 2 мм (обычно меньше) и поэтому нагреватель может быть уложен под напольное покрытие, не нарушая его конструкцию.

Мощность, толщина, размеры могут различаться у разных производителей, как и состав нагревательных элементов, для производства которых в основном используется безкислородная медь, серебро, углерод.

Какая мощность теплого пола потребуется

Необходимо определиться будет ли инфракрасный теплый пол единственным обогревом или только вспомогательным.

Чтобы обогреть комнату в климате средней полосы, для нормально утепленного здания необходима мощность 1 кВт на 10 м кв. площади. Но это условное значение.

Все зависит от конкретных теплопотерь, т.е. от теплоизоляции ограждающих конструкций, высоты потолков, наличия окон и дверей и их теплосберегающих свойств, вентиляции помещения, а также от климата, где расположено здание.

Больше информации о требуемой мощности на обогрев, можно узнать, например, здесь
, — а здесь о потерях тепла с вентиляцией

Сколько площади и пленки нужно для обогрева

Таким образом выбирается нужное количество нагревательных элементов для каждой комнаты по требуемой мощности, при этом мощность подбирается с 20% запасом.
Режим включений в работу, а значит и отдаваемая мощность в течении суток, всегда регулируется автоматикой по заданной температуре.

Но ввиду того, что обогревать электричеством на сегодняшний день не выгодно, так как электроэнергия наиболее дорогой источник энергии, это чаще используется как вспомогательный подогрев.

При этом площадь покрытия пола нагревателем обычно находится в пределах 0,4 — 0,6 от всей площади комнаты, а суммарная максимальная мощность не превышает 0,7 от требуемой.

Хватит ли мощности электросети

Также максимальную мощность ограничивает возможности электросети. Для обычного подключения 220 В максимальная потребляемая мощность не превышает 5,0 кВт, следовательно на отопление можно выделить 2, 0 — 3,0 кВт, что явно не достаточно для обогрева всего здания электричеством.

Чтобы сделать полноценное отопление электричеством дома необходимо трехфазное подключение 380 В и разрешенная мощность больше 10 кВт. При этом, кстати оптимальным отоплением является электрокотел с жидкостными радиаторами и водяным теплым полом. Подробнее об отоплении электричеством — котел или конвектора

Необходимость применения утеплителя

Пленка инфракрасного нагрева для теплого пола может быть уложена только на фольгированный утеплитель. Сама пленка несколько нагревается и это тепло нужно изолировать от основания пола. Но главное,- необходимо отразить излучение обратно в комнату.

В пунктах продажи пленки подложка зачастую идет в комплекте. Не следует применять алюминиевую фольгу.

Толщина эффективного утеплителя для межэтажных перекрытий может быть и 1 см. А полы над не отапливаемым подпольем, или над проездами должны быть утеплены в соответствии с требованиями нормативов. Например, Особенности утепления полов с лагами

В любом случае под фольгированную подложку для пленки рекомендуется уложить пароизоляционную мембрану (полиэтиленовую пленку), во избежание выхода пара из помещения в холодные зоны и его конденсации в точке росы.

Как укладывается сама пленка

Датчики температуры нагрева укладываются под нагревательной пленкой в углублениях сделанных в утеплителе.

Чтобы не повредить нагревательные элементы при монтаже, обычно их покрывают дополнительно тонкой виниловой (полиэтиленовой) прокладкой.

Инфракрасный излучатель не укладывается под мебелью, так как возможен ее перегрев и повреждение. Если комната заставлена мебелью, то это может значительно ограничить мощность подогрева.

Ограничения на применение инфракрасного обогрева

Опутывание комнаты электрическими проводниками под напряжением, по которым проходит значительная сила тока (большой расход мощности), влечет повышения уровня электрического и магнитного полей в комнате.

Весьма много специалистов рекомендуют по возможности избегать нахождения вблизи источников излучения электоромагнитных волн, так как существуют доказательства их вредности для живых организмов.

Производители пленки говорят о безвредности их продукции и теплового излучения 5 — 20 мкм.
Но здесь рекомендуется по возможности менять электрический обогрев на безобидный и экологичный водяной, а также не допускать нахождения детей в помещениях и на местности с повышенным электромагнитным фоном.

Подключение

Если проводка старая, то она, скорее всего не рассчитана на мощность свыше 2 кВт. Во многих случаях для инфракрасного обогрева помещения нужно будет прокладывать отдельную линию от щитка с отдельными защитами. Обычно кабель прокладывают под плинтусом.

Саму пленку разворачивают подключающими клеммами к источнику 220 В, отдельные фрагменты пленки подключают параллельно к общему проводнику.

Нагреватель комплектуется регулятором мощности (термостатом) и датчиком температуры, который устанавливается по схеме рекомендуемой производителем.

Для выполнения монтажа электрической части рекомендуется пригласить квалифицированного электрика. Важно сделать подключения силовых контактов в соответствии с требованиями Правил, во избежание перегрева и возгорания.

Еще информация (от одного из производителей)
– как сделать инфракрасный обогрев полов

Напольное покрытие

Инфракрасный излучатель — нагревательная пленка, весьма прочная и может укладываться на теплоизоляционную подложку-отражатель непосредственно под жесткое напольное покрытие — доску, ламинат, стяжку с плиткой, жесткий линолеум.

Все напольные материалы должны быть рассчитаны на систему теплого пола и возможность нагревания. Обычные напольные покрытия при нагревании могут деформироваться растрескиваться, или выделять вредные вещества.

Как правило, монтаж инфракрасного теплого пола влечет за собой и смену напольного покрытия.

Под мягким ковролином или линолеумом пленку лучше защитить твердым покрытием, которое станет и основным поглотителем тепла. Может применяться тот же ламинат или тонкая доска из не смолистых пород дерева (не сосна). Не рекомендуются фанеры из-за опасности повышенной эмиссии формальдегида при нагревании.

В случае укладки пленки под стяжку недопустимо включать нагреватель до полного высыхания.

Цементно-песчаная стяжка с керамической плиткой являются оптимальным покрытием по накоплению и передаче тепла для любого источника обогрева в полу — и водяного и электрического.

Но здесь может применяться и сухая стяжка из двойных листов ГВЛ. (В любом случае нужно смотреть характеристики плени и рекомендации производителя по возможному сдавлению и возможности укладки под различные покрытия).

Достоинства, почему пленочный теплый пол нравится

Уложенный и подключенный пленочный инфракрасный излучатель нужно опробовать в работе в течении нескольких часов до укладки напольного покрытия.

Несмотря на весомые недостатки — дороговизну энергоносителя и самого излучателя и сомнительную экологичность, пленочный инфракрасный обогрев популярен.

Пользователи прежде всего хотят получить теплый пол как можно быстрей и с минимальными затратами труда, также комфортность в эксплуатации — для управления достаточно лишь выставить нужную температуру.

А о достоинствах любого обогрева полов известно, – лучшая температурная комфортность в помещении и оптимальное распределение температур по экономии тепла. Срок же службы системы обычно не менее 15 лет.